Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
фонаря будут казаться голубыми?
111. КАКОВ ИСТИННЫЙ ЦВЕТ)
Цвет тела, покрытого слоем цинковых белил, воспринимается как белый. Если
в качестве краски использовать берлинскую лазурь, цвет предмета станет
голубым. В обоих случаях тело кажется какого-то одного определенного
цвета.
Однако иногда цвет тела охарактеризовать не так уж легко, и это можно
показать на простом примере.
Наблюдения за курильщиками показывают, что дым представляется нам либо
голубоватым, либо приобретает красновато-желтый оттенок, в зависимости от
расположения наблюдателя по отношению к курильщику, облаку дыма и
источнику света.
Почему же цвет дыма зависит от "точки зрения" наблюдателя?
112. ФРАНЦУЗСКИЙ ФЛАГ.
Французский национальный флаг состоит из трех продольных полотнищ -
синего, белого и красного цвета.
Чем объяснить, что лдо недавнего времени законом предписывалось полотнища
делать такими, чтобы их ширина находилась в отношении 30 : 33 : 37?
113. СЛУЧАЙ С ВУДОМ.
Замечательный американский физик-оптик Р. Вуд (1868-1955 гг.) был большим
шутником и любителем быстрой езды.
Однажды он ехал в своем автомобиле по городу и, не сумев затормозить,
выехал на перекресток в тот момент, когда на светофоре загорелся красный
свет. Нарушителя движения остановил полицейский, и между ними состоялся
следующий разговор:
"- 'Я не виноват,- защищался Вуд.- Меня подвел эффект Допплера.
- Что, что? - переспросил удивленный полицейский.
- Эффект Допплера,- ответил Вуд и пояснил.- Вы, вероятно, обращали
внимание, как повышается тон гудка
67
движущегося навстречу вам паровоза или автомобиля. Это происходит потому,
что в ухо попадает за единицу времени больше звуковых волн. Аналогичное
явление наблюдается и для света. Если источник света приближается к вам
или вы приближаетесь к нему, то свет вам покажется другого оттенка, его
цвет смещается к синему концу спектра. Я ехал довольно быстро и красный
огонь светофора показался мне зеленым!"
Неизвестно, чем кончился разговор Вуда с полицейским (утверждают, что
полицейский все же оштрафовал Вуда за быструю езду), нас интересует
другое - имел ли Вуд право ссылаться на эффект Допплера?
114. ПОЧЕМУ ПО-РАЗНОМУ СВЕТЯТСЯ ОДИНАКОВО НАГРЕТЫЕ ТЕЛА!
Чем объясняется следующий парадокс: железо, нагретое до 800°С, светится
очень ярко, тогда как свечение кусочка кварца (с несколько меньшим
успехом опыт можно проделать и со стеклом), имеющего ту же температуру,
еле заметно?
115. КОГДА НА ЗЕМЛЕ НЕ ОСТАНЕТСЯ РАДИЯ!
Период полураспада радия составляет 1590 лет. Это означает, что через
такой промежуток времени от имеющегося в наличие в настоящий момент
некоторого количества радия останется половина. Можно ли заключить, что
через 3180 лет на Земле вообще не останется радия?
116. СКОЛЬКО РАДИЯ БЫЛО НА ЗЕМЛЕ В "ДЕНЬ ЕЕ РОЖДЕНИЯ"!
Допустим, что в настоящее время на Земле имеется всего 1 кг радия -
цифра, конечно, более чем скромная, так как в лабораториях и больницах
мира хранится гораздо больше. Однако будем оперировать этим числом для
определенности и простоты дальнейших расчетов.
68
Как мы уже знаем из условия предыдущей задачи, период полураспада радия
1590 лет. Значит, столько лет тому назад на Земле было ровно в два раза
больше радия, чем сейчас, то есть два килограмма. 3180 лет назад имелось
4 килограмма и так далее. Можно записать следующую таблицу, при
составлении которой возраст Земли принят равным 1010 лет, что согласуется
с последними данными геологии и астрономии:
Число лет тому назад Число периодов полураспада тому назад Масса
радия, кг
0 0 1=2"
1590 1 2=21
3180 2 4=22
4770 3 & II 00
6360 4 16=21
Ю10 1010:1590 2 10": 1590
Исходя из приведенных в таблице данных, рассчитаем количество радия на
Земле 10 миллиардов лет назад;
М = 210"! 1590 кг = 26'28'10" кг.
Логарифмируя обе части равенства, получим:
lgM = 6,28- 10е - lg 2 - 1 890000.
Отсюда для массы радия, бывшей на Земле в момент ее возникновения,
получаем:
М = 101 890 000 кг!
Как это согласовать с тем фактом, что масса всей Земли в настоящий момент
составляет "всего лишь" примерно 6* 1024 кг?!
117. КАК ВОЗНИКАЮТ КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ!
В начале текущего столетия было обнаружено, что из окружающего нас
межзвездного пространства на земную поверхность непрерывно обрушивается
поток .космических лучей - быстрых протонов и а-частиц. Их энергия
6 В. H. Лонге
69
достигает колоссальных (конечно, с точки зрения микромира) значений, 1019
эв, тогда как в наиболее совершенных современных ускорителях заряженные
частицы разгоняются до энергий порядка 1010эв. Для ответа на вопросы,
откуда приходят к нам космические лучи и каким образом частицы в них
ускоряются до столь высоких энергий, знаменитый итальянский физик Энрико
Ферми (1901 -1951 гг.) выдвинул следующую гипотезу, считающуюся в
настоящее время наиболее вероятной.
Астрофизические наблюдения свидетельствуют о наличии во Вселенной
движущихся облаков межзвездного газа и связанных с ними магнитных полей,
